CN113281934A - 智能薄膜装置 - Google Patents
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Abstract
一种智能薄膜装置，包括一智能薄膜和一控制部件；智能薄膜包括夹在二导电层之间的正向或反向高分子分散液晶层，二导电层各自包括多个电性隔离的导电单元；通过输出具有浮点或接地控制信号的控制部件控制该些导电单元，使该智能薄膜显示不透明的一第一显示单位以及透明的一第二显示单位，该第一显示单位和该第二显示单位邻接。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括分散液晶层的薄膜显示应用领域，特别是涉及一种包括液晶层的智能薄膜装置。
背景技术
液晶调光膜是利用高分子分散液晶制作的光学薄膜，通过电控呈现透光和散光的巨观显示效果，运用于一般窗户窗帘效果的技术可参考中国台湾专利TWM 519749、中国专利CN 101059607或中国专利CN 108445667。由于操作简单，通过控制方式控制透光，可以呈现更多的显示效果，也可以应用于不同的用途。
发明内容
本发明于此提供一种智能薄膜和智能薄膜装置，搭配包括浮点或接地的控制信号来控制具有高分子分散液晶分布的智能薄膜，能够产生主题内容不透明而主题内容四周是透明的显示效果。
本发明于此提供一种智能薄膜和智能薄膜装置，包括一智能薄膜和一控制部件。智能薄膜包括夹在二导电层之间的正向或反向高分子分散液晶层，二导电层各自包括多个电性隔离的导电单元。通过输出具有浮点或接地控制信号的控制部件控制该些导电单元，使该智能薄膜显示不透明的一第一显示单位以及透明的一第二显示单位，该第一显示单位和该第二显示单位邻接。
一种智能薄膜装置，包括:一智能薄膜，包括一第一导电层、一第二导电层以及一分散液晶层设置于该第一导电层和该第二导电层之间，其中，该第一导电层包括多个电性隔离的第一导电单元，该第二导电层包括多个电性隔离的第二导电单元；及一控制部件，电性连接至该第一导电层和该第二导电层并输出多个控制信号控制该些第一导电单元和该些第二导电单元，其中，该些控制信号至少包括一浮点或接地控制信号以使该智能薄膜显示不透明的一第一显示单位以及透明的一第二显示单位，该第一显示单位和该第二显示单位邻接。
较佳地，该智能薄膜还包括一主题图案位于该些第一导电单元之一或该些第二导电单元之一处，并且该主题图案的轮廓内和轮廓外的所在的该第一导电单元或该第二导电单元的范围电性隔绝。
较佳地，该智能薄膜还包括一第一主题图案形成于该些第一导电单元任二相邻的二边长上，以及一第二主题图案形成于该些第二导电单元任二相邻的二边长上，并且该第一主题图案和该第二主题图案受控于该控制部件以显示成为该第一显示单位。
附图说明
图1为本发明的智能薄膜装置的系统方块示意图；
图2为本发明的智能薄膜装置的智能薄膜剖面示意图；
图3为本发明的智能薄膜第一实施例的部分器件透视示意图；
图4为本发明的智能薄膜第一实施例的第一导电膜的俯视示意图；
图5为本发明的智能薄膜第一实施例的第二导电膜的俯视示意图；
图6为本发明的智能薄膜装置第一实施例的第一显示实施例示意图；
图7为本发明的智能薄膜装置第一实施例的第二显示实施例示意图；
图8为本发明的智能薄膜第二实施例的第一导电膜的俯视示意图；
图9为本发明的智能薄膜第二实施例的第二导电膜的俯视示意图；
图10为本发明的智能薄膜第三实施例的第一导电膜的俯视示意图；
图11为本发明的智能薄膜第三实施例的第二导电膜的俯视示意图；
图12为本发明的智能薄膜装置第三实施例的第一显示实施例示意图；
图13为本发明的智能薄膜装置第四实施例的第一显示实施例示意图；
图14为本发明的智能薄膜装置第五实施例的第一显示实施例示意图；
图15为本发明的智能薄膜第四实施例的第一导电膜的俯视示意图；
图16为本发明的智能薄膜第四实施例的第二导电膜的俯视示意图。
图17为本发明的智能薄膜装置第六实施例的第一显示实施例示意图。
[符号说明]
智能薄膜装置 1
智能薄膜 2
控制部件 3
液晶层 12
第一导电层 22
第二导电层 24
第一导电单元 222a、222b、222c
第二导电单元 242a、242b、242c
第一显示单位 231
第二显示单位 232
第三显示单位 233
主题内容 235
主题图案 243
主题内容 237
主题内容 239
第一主题图案 223
第二主题图案 243
具体实施方式
以下所称的液晶层，以高分子液晶为主，可以是向列型、距列型、胆固醇型或碟盘型等等或分散粒子液晶，举例但不限地，例如正向高分子分散液晶(Polymer DispersedLiquid Crystal,PDLC)、反向高分子分散液晶(Polymer Reversed Liquid Crystal,PNLC)或双稳态胆固醇液晶(Bistable Cholesteric Liquid Crystal)等等。
本发明的智能薄膜装置，可应用于多种不同的显示或展示装置或设备上，或是兼具显示或展示的其他产品上，举例但不限地，例如建筑物的窗户或墙面、室内窗户、隔间或装潢、车用智慧玻璃、液晶显示器、分散粒子配向显示器、双稳态(bistable)显示器等等。
请参考图1和图2，本发明的智能薄膜装置1包括一或多个智能薄膜2和一控制部件3，其中控制部件3电性连接到智能薄膜2并输出相位信号控制智能薄膜2的显示。于一实施例中，控制部件3可以是包括主被动器件以及导线的电路板，或是整合于单一控制器及其相关电路，但本发明不限于此。其次，智能薄膜2包括一液晶层12以及设置于液晶层12相对二表面上的第一导电层22和第二导电层24。于一实施例中，液晶层12为包括高分子分散液晶(PDLC)分布的结构，第一导电层22和第二导电层24则分别为透明导电层，例如透光率超过70％的无机导电材料的金属或金属氧化物，或是有机导体材料，但本发明不限于此，液晶层12亦可以包括反向高分子分散液晶(Polymer Network Liquid Crystal，PNLC)。透明导电层的材料，可以是包含金属、半导体的材料、有机或无机导电高分子材料或有机或无机半导电高分子材料，举例但不限地，银、纳米银线(silver nanowire)、铟锡氧化物(ITO)和掺有纳米碳管的导电材料、聚(3,4-二氧乙基塞吩)(Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene,PEDOT)等等。另外，可以理解的，智能薄膜2可还包括其他已知的结构层，举例但不限地，例如分别覆盖于第一导电层22和第二导电层24上的透明保护层等，于此不赘述。另，智能薄膜2基本上是软性的，即智能薄膜2可完全贴附于其他平面或曲面和其他形状的承载体上。再者，智能薄膜2和控制部件3通过适当的电连接结构形成电连接，举例但不限的，例如铜箔、具有银漆的导电铜网、软性印刷电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)上压有各向异性导电薄膜(Anisotropic Conductive Film,ACF)等等。
请参考图1、图2和图3，于第一实施例中，导电层包括多个彼此电性隔离的导电单元，例如第一导电层22的第一导电单元222a、222b、222c，第二导电层24的第二导电单元242a、242b、242c。其次，任一导电层中的导电单元呈平行排列，而平行的第一导电单元222a、222b、222c和平行的第二导电单元242a、242b、242c则呈交错的方式设置于液晶层12的相对二表面，通过控制部件3的相位控制信号，可以使得智能薄膜2呈现许多显示效果，待后述。
请参考图1、图2、图4和图5，第一导电单元222a、222b、222c的第一几何形状和大小大致相同或一致，例如图上所示的矩形条状或是以一角落为中心展开的类似扇形形状，第二导电单元242a、242b、242c的第二几何形状和大小大致相同或一致。其次，于本发明中，依据设计的显示效果，第一导电单元222a、222b和222c可各自受到控制部件3的正、负相位信号以及浮点/接地的方式控制，第二导电单元242a、242b、242c也是相同，于此不赘述。可以理解的，控制部件3可依时序输出可变的相位信号控制任一导电单元，增加智能薄膜2所呈现的显示效果。
图6为以图4和图5的第一导电层22和第二导电层24为主的智能薄膜2，在图1所示的控制部件3的正、负相位信号以及浮点/接地的方式控制下所呈现的显示效果之一。参考图1、图2、图3、图6，在第一导电层22和第二导电层24交错设置的关系下，智能薄膜2可以呈现棋盘状的显示效果，如图6所示，智能薄膜2由多个第一显示单位231组成显示效果，每一第一显示单位231受控制部件3的相位控制可以为固定地透明和不透明，或是不固定地透明和不透明。可以理解的，当第一导电层22和第二导电层24分别包括的导电单元数量越多时，第一显示单位231的数量也会越多但尺寸越小，如此可进行更细致的显示效果。
图7为仍以图4和图5的第一导电层22和第二导电层24为主的智能薄膜2，在图1所示的控制部件3的正、负相位信号以及浮点/接地的方式控制下所呈现的显示效果之一。参考图1、图2、图3、图7，在此实施例中，可以任意指定一特定区域作特定的显示效果，例如第一显示单位231被指定于智能薄膜2显示范围内的一特定位置，如图7所示的左下方，并且被指定具有一定的尺寸。另外，智能薄膜2显示范围内的其他区域，例如第一显示单位231四周的区域可定义为第二显示单位232。在通过本发明的控制部件3的控制，第一显示单位231和第二显示单位232任一者皆可为透明和不透明，二者搭配出来的显示效果可以是在第一显示单位231为固定地不透明，而第一显示单位231的周围(即第二显示单位232)为固定地透明。因此，在应用上，使用者可以将第一显示单位231作为一背板使用，将其他影像，例如投影机所投影出的影像投射于第一显示单位231的范围内，如图7上所示的主题内容235投射于第一显示单位231的范围内，而第一显示单位231的四周透明的第二显示单位232则可让在智能薄膜2一侧的使用者在观看主题内容235的同时仍可看到智能薄膜2另一侧的景象。此外，不透明的第一显示单位231，可以搭配发光二极管(LED)单色或全彩投光灯，使得LED所发出的光着落在第一显示单位231上，达到夜间主动光源的呈现效果。和已知所不同的，本发明通过控制部件3的浮点/接地的方式搭配正、负相位信号的控制下，才能实现不透明的第一显示单位231的四周为透明的第二显示单位232，并且第一显示单位231的位置和大小可以任意指定。
图8和图9为本发明的智能薄膜第二实施例，请参考图3、图8和图9，第一导电层22的第一导电单元222a、222b、222c为矩形条状平行排列，第二导电层24的第二导电单元242a、242b、242c为矩形条状排列且相对于第一导电单元222a、222b、222c为垂直。于此实施例中，一或多个主题图案243位于任一或多个第二导电单元242a、242b或242c处，其中任一主题图案243的形成仍确保单一个第二导电单元242a、242b或242c范围内的结构仍是可导通的。举例来说，以镂空英文字P、I分别作为主题图案243，英文字P的位置所在的第二导电单元242c范围内的结构是可导通的，但英文字P的轮廓内则和轮廓外的第二导电单元242c的结构是电性隔绝的。同理英文字I的位置所在的第二导电单元242b范围内的结构是可导通的，但英文字I的轮廓内则和轮廓外的第二导电单元242b的结构是电性隔绝的。可以理解的，主题图案243也可以形成于第一导电层22中。多个主题图案243也可以分别形成于第一导电层22的任一第一导电单元222a、222b、222c以及第二导电层24的第二导电单元242a、242b、242c中，其中任一主题图案243在第一导电层22中的位置可和在第二导电层24中的另一主题图案243对应(即上下重叠)或不对应(上下不重叠)，于此不赘述。
图10和图11分别为本发明的智能薄膜第三实施例的二导电膜的俯视示意图。于此实施例中，第一导电层22的第一导电单元222a、222b、222c有类似的矩形形状，但宽度可以不同，如图10所示的第一导电单元222c大于第一导电单元222a、222b，而多个主题图案243皆设计于第一导电单元222c的范围内。其次，第一导电单元222a、222b、222c平行并排且相邻而不交错或重叠。同理的，第二导电层24的第二导电单元242a、242b、242c虽可有类似的矩形形状，但宽度和长度可以不同，可以平行并排且相邻但不交错或重叠。
图12为本发明的智能薄膜装置第二实施例的第一显示实施例示意图，其中智能薄膜2的第一导电层和第二导电层可以分别采用图10和图11的导电膜。为助于理解和说明，智能薄膜2的第一导电单元和第二导电单元的形状以虚线示意于图12中。于此实施例中，部分该些第一导电单元和该些第二导电单元呈一部分重叠关系。其次，图1所示的控制部件3的正、负相位信号以及浮点/接地的方式控制智能薄膜2，由于主题图案243是内嵌于第一导电层22和第二导电层24任一中，故主题图案243所表现的主题内容237的显示位置和大小是不变的，并且主题内容237为固定地不透明，即主题内容237永不透明。其次，主题内容237(第一显示单位231)四周的第二显示单位232为被指定为固定地透明，如此可呈现主题内容237(第一显示单位231)被凸显的显示效果。第二显示单位232以外的智能薄膜2的显示范围于此则定义为第三显示单位233，即第二显示单位232位于该第一显示单位231和该第三显示单位233之间。在图1所示的控制部件3的动态控制下，由部份的第一或第二导电单元的几何形状以及设置关系所表现的第三显示单位233仍可以具有类似图6的棋盘矩阵的动态或静态显示效果。是以，如图12所示，分置于第二显示单位232上下二侧的第三显示单位233在控制下可以呈现不同的动/静态显示效果。可以理解的，图13和图14为不同的显示效果，于此不赘述，此些显示效果皆可通过本发明的导电层的设计和控制部件以包括浮点/接地的控制下显示，因此，本发明通过浮点/接地的方式搭配正、负相位信号的控制下，才能实现不透明的主题内容237(第一显示单位231)的四周为透明的第二显示单位232，第二显示单位232以外的第三显示单位233则可同于和异于第二显示单位232的显示效果。
图15和图16为本发明的智能薄膜第四实施例，第一导电层22的第一导电单元222a、222b、222c虽为条状平行排列，但几何形状或轮廓有所不同。同理，第二导电层24的第二导电单元242a、242b、242c虽为条状排列且相对于第一导电单元222a、222b、222c为垂直，但几何形状或轮廓亦有所不同。于此实施例中，一或多个第一主题图案223形成于相邻的第一导电单元222a、222b、222c两两相邻边长上，一或多个第二主题图案243形成于相邻的第一导电单元242a、242b、242c两两相邻边界上，其中一第一主题图案223和一第二主题图案243的位置是呼应的。可以理解的，本发明的主题图案的设计，也可以将设计于导电单元的边长和范围内的二种图案同时存在于单一导电层中。
图17为分别以图15和图16的第一导电层22和第二导电层24为主的智能薄膜2，在图1所示的控制部件3的正、负相位信号以及浮点/接地的方式控制下所呈现的显示效果之一。参考图15、图16和图17，于此实施例中，第一主题图案223和第二主题图案243是形成于第一导电层22和第二导电层24中且相呼应，故第一主题图案223和第二主题图案243所表现的主题内容239的显示位置和大小是不变的，且每一主题内容239由俯视投影下成重叠关系的第一主题图案223和第二主题图案243所组成，且此实施例的第一显示单位231即为主题内容239。其次，由于第一主题图案223和第二主题图案243是形成于第一或第二导电单元的轮廓上，故主题内容239在控制下可以呈现透明或不透明的显示效果。另一方面，主题内容239的四周为第二显示单位232在控制下亦可以呈现透明或不透明的显示效果。因此，在主题内容239和第二显示单位232的搭配显示下，可以使主题内容239为不透明，第二显示单位232为透明来凸显主题内容239。另一种凸显的显示效果，当智能薄膜装置包括反向高分子分散液晶层时，可以先使主题内容239(第一显示单位231)和第二显示单位232皆为透明，然后瞬间控制第二显示单位232呈现不透明以凸显透明的主题内容239。因此，通过本发明控制部件以包括浮点或接地的控制方式，才可达到主题内容四周的第二显示单位为透明的显示效果。
综上所述，由于本发明的智能薄膜装置能够表现不透明的第一显示单位和四周透明的第二显示单位，故不透明的第一显示单位可供外加影像的背景之用，而透明的第二显示单位则不妨碍周遭环境的显示，因此，本发明的智能薄膜装置可以整合于市售的立体3D显示器中，使得立体3D显示器在整个呈显3D效果的显示范围内有局部区域可以显示2D的文字、图案或其他2D影像。
以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的权利要求范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (18)
1.一种智能薄膜装置，其特征在于，包括:
一智能薄膜，包括一第一导电层、一第二导电层以及一分散液晶层设置于所述第一导电层和所述第二导电层之间，其中，所述第一导电层包括多个电性隔离的第一导电单元，所述第二导电层包括多个电性隔离的第二导电单元；及
一控制部件，电性连接至所述第一导电层和所述第二导电层并输出多个控制信号控制所述第一导电单元和所述第二导电单元，其中，所述控制信号至少包括一浮点或接地控制信号以使所述智能薄膜显示不透明的一第一显示单位以及透明的一第二显示单位，所述第一显示单位和所述第二显示单位邻接。
2.根据权利要求1所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述智能薄膜还包括一主题图案位于所述第一导电单元之一或所述第二导电单元之一处，并且所述主题图案的轮廓内和轮廓外的所在的所述第一导电单元或所述第二导电单元的范围电性隔绝。
3.根据权利要求2所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述主题图案受控于所述控制部件以显示成为所述第一显示单位。
4.根据权利要求2所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述主题图案形成于所在的所述第一导电单元之一或所述第二导电单元的范围内。
5.根据权利要求1所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述智能薄膜还包括一第一主题图案形成于所述第一导电单元任二相邻的二边长上，以及一第二主题图案形成于所述第二导电单元任二相邻的二边长上，并且所述第一主题图案和所述第二主题图案受控于所述控制部件以显示成为所述第一显示单位。
6.根据权利要求5所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述第一主题图案的位置对应所述第二主题图案。
7.根据权利要求1所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述第一导电单元彼此平行，所述第二导电单元彼此平行，并且所述第一导电单元和所述第二导电单元呈一交错、部分重叠、或交错与部分重叠关系。
8.根据权利要求7所述的智能薄膜装置，其特征在于，交错的所述第一导电单元和所述第二导电单元的部分受控于所述控制部件以显示成为所述第一显示单位。
9.根据权利要求7所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述智能薄膜还包括一第三显示单位的显示效果不同于透明的所述第二显示单位，且所述第二显示单位位于所述第一显示单位和所述第三显示单位之间。
10.根据权利要求1所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述第一导电单元的一或多个第一几何形状一致，所述第二导电单元的一或多个第二几何形状一致，并且所述第一导电单元和所述第二导电单元呈一交错、部分重叠、或交错与部分重叠关系。
11.根据权利要求10所述的智能薄膜装置，其特征在于，交错的所述第一导电单元和所述第二导电单元的部分受控于所述控制部件以显示成为所述第一显示单位。
12.根据权利要求11所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述智能薄膜还包括一第三显示单位的显示效果不同于透明的所述第二显示单位，且所述第二显示单位位于所述第一显示单位和所述第三显示单位之间。
13.根据权利要求1所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述控制信号还包括正相位控制信号和负相位控制信号二者至少之一。
14.根据权利要求1所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述控制信号控制所述第一显示单位的大小以及在所述智能薄膜上的显示位置。
15.根据权利要求1所述的智能薄膜装置，其特征在于，还包括一投影影像投影在所述第一显示单位上。
16.根据权利要求1所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述第一导电层和所述第二导电层的材料包括一铟锡氧化物、一聚(3,4-二氧乙基塞吩)或一纳米银线。
17.根据权利要求1所述的智能薄膜装置，其特征在于，所述分散液晶层是一高分子分散液晶层、一反向高分子分散液晶层或一双稳态胆固醇液晶。
18.根据权利要求1所述的智能薄膜装置，其特征在于，还包括一铜箔、具有银漆的导电铜网或一压有各向异性导电薄膜的软性印刷电路板将所述智能薄膜与所述控制部件电性连接以及传递所述控制信号。
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